Neste artigo é realizada uma avaliação de duas técnicas semi-analíticas, considerando a qualidade e a exatidão destas técnicas em reproduzir valores de concentração ao nível da superfície de poluentes passivos emitidos a partir de fontes baixas e altas. A primeira técnica é um modelo Euleriano baseado na solução da equação advecção-difusão através da técnica de transformada de Laplace. A segunda é um modelo Lagrangiano baseado na solução da equação de Langevin através do Método Iterativo de Picard. Parâmetros da turbulência são calculados de acordo com uma parametrização capaz de gerar valores contínuos em todas as condições de estabilidade e em todas as alturas na camada limite planetária. Simulações numéricas e comparações mostram uma boa concordância entre valores de concentração previstos e observados. Comparações entre as duas técnicas revelam que o modelo Lagrangiano gera resultados mais precisos, mas o modelo Euleriano exige um menor tempo computacional.

In this article an evaluation of two semi-analytical techniques is carried out, considering the quality and accuracy of these techniques in reproducing the ground-level concentration values of passive pollutant released from low and high sources. The first technique is an Eulerian model based on the solution of the advection-diffusion equation by the Laplace transform technique. The second is a Lagrangian model based on solution of the Langevin equation through the Picard Iterative Method. Turbulence parameters are calculated according to a parameterization capable of generating continuous values in all stability conditions and in all heights of the planetary boundary layer. Numerical simulations and comparisons show a good agreement between predicted and observed concentrations values. Comparisons between the two proposed techniques reveal that Lagrangian model generated more accurate results, but Eulerian model demands a lesser computational time.

Neste trabalho é realizada uma comparação preliminar entre as modelagens Lagrangeana e Euleriana para descrever o transporte turbulento de poluentes dentro da Camada Limite Planetária (CLP). O modelo Lagrangeano é baseado na forma tridimensional da equação de Langevin para a velocidade aleatória. O modelo Euleriano analítico é baseado na discretização da CLP em N subcamadas, onde em cada uma das subcamadas a solução é obtida pela técnica de transformada de Laplace. O modelo Euleriano numérico é composto por um conjunto de equações unidimensionais dependentes do tempo, onde os termos advectivos são resolvidos usando um método baseado em uma interpolação cúbica enquanto um esquema de Crank-Nicholson implícito é utilizado para os termos difusivos. Os modelos utilizam uma parametrização da turbulência que considera um modelo do espectro de turbulência, o qual é considerado como uma superposição dos efeitos térmico e mecânico do campo turbulento. Concentrações observadas ao nível da superfície em um experimento de dispersão são utilizadas para avaliar as simulações.

In this article is carried out a comparison between Lagrangian and Eulerian modelling of the turbulent transport of pollutants within the Planetary Boundary Layer (PBL). The Lagrangian model is based on a three-dimensional form of the Langevin equation for the random velocity. The Eulerian analytical model is based on a discretization of the PBL in N sub-layers; in each of the sub-layers the advection-diffusion equation is solved by the Laplace transform technique. In the Eulerian numerical model the advective terms are solved using the cubic spline method while a Crank-Nicholson scheme is used for the diffusive terms. The models use a turbulence parameterization that considers a spectrum model, which is given by a linear superposition of the buoyancy and mechanical effects. Observed ground-level concentrations measured in a dispersion field experiment are used to evaluate the simulations.